专利名称：电荷泵电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用被充电的电容器的充电电压，使电源电压变化从而获得输出电压的电荷泵电路。
背景技术：
以往，在各种电路中利用电荷泵电路。特别是，在携带用的各种设备中，为了利用电池电源而限制电源电压。另一方面，在各种电路中，为了使动作容易，有利用尽可能高的电源电压的要求。在此，大多利用电荷泵电路将电池电源的电压升压。关于这样的利用电容器的电荷泵电路，例如有专利文献1等的记载。另外，为了电路动作，有时需要负的电源，在这样的情况下，也利用电荷泵电路。
特开平7-298607号公报在此，在这样的电荷泵电路中，在控制向该电容器的充电以及变化的开关的开关中，特别是在开关导通的切换时，短时间有大的电流变化，这有串入电源或地而成为噪声的问题。
特别是，如果这样的噪声串入用于在显示器上显示的视频信号，则有表现在显示上的问题。作为上述的开关信号，在使用视频信号和非同步信号的情况下，被认为几乎没有实际的危害，但由于开关的时钟为固定的周期而且在显示画面的位置存在噪声，所以，根据观看监视器的画面的定时，有感觉斜纹模样的印象的问题。如果在显示画面的位置将水平同步信号等用于电荷泵电路的开关的开关信号，则有在特定的位置串入噪声而在显示器的显示上产生纵线的问题。
发明内容
本发明的目的在于消除上述的问题。
本发明的特征在于，包括同步分离电路，从包含视频信号和同步信号的复合信号中分离同步信号；以及触发器，将由同步分离电路获得的同步信号作为时钟信号，获得将其分频的时钟，利用来自该触发器的时钟，控制向电容器的电源电压的施加方向，进行向电容器的电源电压的充电和被充电在电容器的电源电压的变化，获得变化了的输出电压。
另外，本发明的特征在于，具有第一开关部件，选择高电压电源或低电压电源的其中之一；电容器，一端被连接到该第一开关部件，被充电放电；以及第二开关部件，将该电容器的另一端选择连接到低电压电源或输出端的其中之一，在通过所述第一开关部件选择高电压电源时，通过所述第二开关部件将电容器的另一端连接到低电压电源，在通过所述第一开关部件选择低电压电源时，通过所述第二开关部件将电容器的另一端连接到输出端，在输出端获得与高电压电源对应电压的、仅电压比低电压电源低的输出电压，同时作为控制所述第一以及第二开关部件的开关的时钟信号，利用将从视频信号分离的同步信号通过触发器进行分频的输出。
另外，最好是所述低电压电源为地，作为输出电压，获得负的电源。
另外，最好是将所述触发器的输出延迟规定量，在视频信号的水平同步信号的期间之后的、显示在显示装置上的视频信号不存在的期间，切换所述第一以及第二开关部件。
另外，最好是将所述触发器的输出延迟规定量，在视频信号的水平同步信号的期间之后的、显示在显示装置上的视频信号不存在的期间、并且同步信号不存在的期间，切换所述第一以及第二开关部件。
另外，最好是在向所述电容器的充电或放电中使用来自恒流源的恒流。
如上所述，根据本发明，从视频信号中分离的同步信号在触发器中进行分频而获得时钟信号，利用该时钟信号来控制电荷泵电路的开关。由此，可将切换电荷泵的开关的定时设定在接近无视频信号的水平同步信号的期间，可防止视频信号中噪声的产生。
图1是表示实施方式的电荷泵电路的结构的图。
图2是表示其他结构例的电荷泵电路的结构的图。
图3是表示视频信号处理装置的结构的图。
图4(a)～(d)是表示同步分离电路的各部的波形的图。
图5(a)～(c)是表示同步信号以及时钟信号的波形的图。
图6是表示用于时钟信号的导通期间减少的结构的图。
图7是表示电荷泵内的各部的波形的图。
图8是表示其他实施方式的电荷泵电路的结构的图。
图9是表示其他实施方式的电荷泵电路的结构的图。
图10是表示其他实施方式的电荷泵电路的结构的图。
图11是表示其他实施方式的电荷泵电路的结构的图。
图12是表示其他实施方式的电荷泵电路的结构的图。
具体实施例方式
下面，基于
本发明的实施方式。
“电荷泵电路”图1是表示一实施方式的电荷泵电路的结构的图。该电路也是从电源VCC获得-VCC的电荷泵电路。
电源VCC的一端连接到电压0V的地，另一端经由恒流电路CS1以及开关S1连接到电容器C1的一端。
另外，该电容器C1的一端经由开关S2以及恒流电路CS2也连接到地。
电容器C1的另一端经由开关S3连接到地，同时经由开关S4连接到输出端，另外，输出端被与另一端连接到地的电容器C2的一端连接。
在这样的电荷泵电路中，开关S1、S3的组和开关S2、S4的组互补地导通断开。即，在开关S1、S3导通时，S2、S4断开，在开关S2、S4导通时，开关S1、S3断开，固定周期地对此反复。
在开关S1、S3导通的期间，在电容器C1的输入侧供给来自恒流电路CS1的电流，输出侧为地电位。由此，电容器C1被充电至电压VCC。另一方面，在开关S2、S4导通期间，从其输入侧恒流电路CS2的电流被引出，该电压降低至地电位。另一方面，电容器的输出侧被连接到输出端，但被从地切开。这里，电容器C1的充电状态自身被维持，电容器C1的输出侧的电压成为-VCC，输出端的电压也成为-VCC。
另外，该电压通过电容器C2被保持，输出端的电压-VCC被维持。
这样，在本实施方式中，利用来自恒流源的电流进行向电容器C1的充电放电。因此，可限制该充电放电电流的电流量，可抑制电源、地中噪声的产生。
再有，在本实施方式中，仅对产生-VCC的电荷泵进行了说明，但即使在将被充电的电容器的低电位侧与高电压电源连接来进行升压的电荷泵中，也可以用恒流源获得同样的效果。
另外，图2示出以下的结构在图1的结构中，删除恒流电路CS1、CS2，将开关S1直接连接到电源VCC，同时将开关S2直接连接到地。在该结构中，噪声变大，但与图1同样可获得将电源电压变化了的输出。
“视频信号处理电路”图3示出视频信号处理电路。视频信号被输入到箝位电路10。该箝位电路10将视频信号中作为基准的直流电平箝位。作为该基准电平，采用表示一定的直流电平的区分电平或同步脉冲顶部(sync tip)电平。视频信号例如是图4(a)所示的那样的信号，在1水平期间的最初，被配置低电平的水平同步信号，在其后的前沿的一部分上配置色同步信号，与彩色信号重叠的亮度信号位于其后。
箝位电路10的输出在前置放大器12中被进行规定的放大之后，在主放大器14中被放大至规定的电平。然后，这样获得的视频信号经由75Ω的同轴馈电线16被输出。再有，如图3所示，通过同轴馈电线16进行的信号传输相当于将输入信号从两个75Ω的电阻的中间点输出。另外，在图3中，点划线包围的部分形成一个半导体集成电路。
另外，箝位电路10的输出被输入到同步分离电路18。该例中，同步分离电路18由滤波器18a、放大器18b、限幅电路18c构成。
通过除去高频分量，滤波器18a从视频信号中除去彩色信号分量(色度分量)。放大器18b将除去了色度分量的视频信号放大，增大振幅。限幅电路18c将放大了的视频信号以规定电平的阈值进行限幅，分离低电平的同步信号。
即，为图4(a)所示那样的视频信号(输入波形亮度一定并除去彩色信号)。再有，位于亮度信号上升前的边沿的为色同步信号。对于这样的输入波形，通过由滤波器18a除去色度信号，如图4(b)那样，高频的色度信号被除去。通过由放大器18b将该滤波器18a的输出放大，获得图4(c)所示的振幅被放大的信号。然后，在限幅电路18c中，通过以图4(c)中虚线所示的阈值进行限幅，图4(d)所示的同步信号被分离。再有，将色度信号除去、放大然后进行限幅的目的在于除去噪声从而防止误检测。
通过这样，由同步分离电路18分离的同步信号，在触发器20的时钟端C被反转输入。触发器20中，其反转输出端XQ的输出被输入到数据输入端D，将输入到时钟输入端C的时钟1/2分频，作为同步信号的2倍的周期的时钟信号从Q输出端输出。图5(a)、(b)中示出同步信号和触发器20的输出—被1/2分频的时钟信号。
从触发器20输出的时钟信号，在延迟电路22中仅被延迟规定量(图5(c))之后，经由缓冲器24被作为时钟1输出，经由反相器26被作为时钟2输出。再有，延迟电路22可连接多个反相器等，利用元件的动作延迟等来容易地构成。
该时钟1、2可用做控制上述开关S1～S4的开关的互补的时钟信号。
这里，在开关S1～S4实际进行导通截止时，为了确实地使开关S1、S3两者产生导通的期间，使时钟1、2的导通期间比截止期间短(使这些信号的占空比变小)。这通过使时钟信号1、2的上升延迟，使下降保持原样等来实现，可通过各种电路来实现。
例如，如图6所示，设置将D输入端上拉至高电平的一个触发器32，将由延迟电路30延迟了的时钟信号输入到其时钟输入端。另一方面，将时钟信号反转输入到该触发器32的复位端子。由此，在延迟了的时钟信号的上升沿，触发器32被设为高电平，以未延迟的时钟信号的下降沿复位。因此，可获得高电平期间变短了的时钟信号。
利用这样的电路，可将时钟1、2的导通期间变短。再有，这样的处理可通过各种电路来进行。
这样获得的时钟1、2作为控制其开关的互补的信号被提供给电荷泵电路28。
图7示出了利用该时钟1、2来控制电荷泵电路的情况下的各部位的波形。
通过时钟1，开关S1、S3被导通截止，通过时钟2，开关S2、S4被导通截止。由此，在开关S1、S3导通的期间开关S2、S4截止，在开关S1、S3截止的期间开关S2、S4导通。另外，在切换中插入所有开关截止的期间。
在该时钟1的高电平期间开关S1、S3导通，在时钟2的高电平期间开关S2、S4导通，但实际上，在这些开关S1～S4导通后经过一段时间，开关S1～S4(开关S1、S3或开关S2、S4)的两端电压成为大致相同的电压，构成开关S1～S4的晶体管饱和从而成为截止状态。因此，通过开关S1～S4的导通截止而流过大电流的情况仅是在开关S1～S4导通时实现。
在这些开关S1～S4导通，流过大电流时，在电源电压VCC上产生噪声。即，开关S1导通时，电容器C1的输入侧电压从地电位剧烈变化为VCC电位，从电源向着电容器C1流过大电流。因此，在电源电压VCC中产生伴随该大电流的噪声(负方向的毛刺)。另一方面，开关S3导通时，电容器C1的输入侧电压从电源电位VCC剧烈变化为地电位，从电容器C1向着地流过大电流。因此，在地电压中产生伴随该大电流的噪声(正方向的毛刺)。
这样，如果电源电压中串入噪声，则对由该电源驱动的电路产生影响。例如，在图3的放大器12、14中，噪声被附加在输出的视频信号上，在视频信号的显示上产生纵纹。
但是，在本实施方式中，如上那样在电荷泵电路的开关切换中使用水平同步信号，开关S1～S4的导通定时与被画面显示的视频部分错开。因此，即使视频信号中包含噪声，也不影响显示。
图7中，开关S1～S4的导通定时设定在水平同步信号的部分，但并不限定于该部分，也可以设定在水平同步信号结束后的边沿部分等。该定时的设定可通过上述的延迟电路30的延迟量的设定来进行。
另外，即使色同步信号中串入噪声也几乎没有问题，所以也可以将开关S1～S4的导通定时设定在该色同步信号期间。而且，在视频部分的最初的数个水平期间通常不进行实际的显示，所以也可以将开关S1～S4的导通定时设定在该期间。
图8～图10是变更了恒流电路的插入位置的结构例。图8中省略图1中的恒流电路CS1，在开关S3和地之间设置恒流电路CS3。由此，在开关S1、S3导通时，电容器C1的充电电流成为由恒流电路CS3决定的恒流，可获得与图1同样的动作效果。
图9中省略图1中的恒流电路CS2，在开关S4和输出端之间设置恒流电路CS4。由此，在开关S2、S4导通时，电容器C1的放电电流成为由恒流电路CS4决定的恒流，可获得与图1同样的动作效果。
图10中省略图1中的恒流电路CS1、CS2，在开关S3和地之间设置恒流电路CS3，同时在开关S4和输出端之间设置恒流电路CS4。由此，在开关S1、S3导通时，电容器C1的充电电流成为由恒流电路CS3决定的恒流，在开关S2、S4导通时，电容器C1的放电电流成为由恒流电路CS4决定的恒流。
图11、图12表示除去了恒流电路CS1、CS2之一的结构例。即，图11的结构例中省略恒流电路CS2，图12的结构例中省略恒流电路CS1。在这些变形例中，仅仅电容器C1的充电或放电的其中一方为恒流，由此也可以防止在充电或放电时的任何一个中产生噪声。
权利要求
1.一种电荷泵电路，其特征在于，包括同步分离电路，从包含视频信号和同步信号的复合信号中分离同步信号；以及触发器，将由同步分离电路获得的同步信号作为时钟信号，获得将其分频的时钟，利用来自该触发器的时钟，控制向电容器的电源电压的施加方向，进行向电容器的电源电压的充电和被充电在电容器的电源电压的变化，获得变化了的输出电压。
2.一种电荷泵电路，其特征在于，具有第一开关部件，选择高电压电源或低电压电源的其中之一；电容器，一端被连接到该第一开关部件，被充电放电；以及第二开关部件，将该电容器的另一端选择连接到低电压电源或输出端的其中之一，在通过所述第一开关部件选择高电压电源时，通过所述第二开关部件将电容器的另一端连接到低电压电源，在通过所述第一开关部件选择低电压电源时，通过所述第二开关部件将电容器的另一端连接到输出端，在输出端获得与高电压电源对应电压的、仅电压比低电压电源低的输出电压，同时作为控制所述第一以及第二开关部件的开关的时钟信号，利用将从视频信号分离的同步信号通过触发器进行分频的输出。
3.如权利要求2所述的电荷泵电路，其特征在于，所述低电压电源为地，作为输出电压，获得负的电源。
4.如权利要求1～3的任何一项所述的电荷泵电路，其特征在于，将所述触发器的输出延迟规定量，在视频信号的水平同步信号的期间之后的、显示在显示装置上的视频信号不存在的期间，切换所述第一以及第二开关部件。
5.如权利要求1～4的任何一项所述的电荷泵电路，其特征在于，将所述触发器的输出延迟规定量，在视频信号的水平同步信号的期间之后的、显示在显示装置上的视频信号不存在的期间、并且同步信号不存在的期间，切换所述第一以及第二开关部件。
6.如权利要求1～5的任何一项所述的电荷泵电路，其特征在于，在向所述电容器的充电或放电中使用来自恒流源的恒流。
全文摘要
提供一种电荷泵电路，防止在电荷泵电路中对于开关噪声的显示的坏影响。在同步分离电路(18)中，从视频信号中分离同步信号。将分离的同步信号在触发器(20)中进行1/2分频，获得1水平期间的2倍的周期的时钟信号，利用该时钟信号来控制电荷泵电路的开关。由此，可将切换电荷泵的开关的定时设定在接近无视频信号的水平同步信号的期间，可防止视频信号中噪声的产生。
文档编号H02M3/07GK1744416SQ20051008363
公开日2006年3月8日 申请日期2005年7月13日 优先权日2004年9月1日
发明者桥本史则 申请人:三洋电机株式会社